ES2266584T3 - Articulacion esferica. - Google Patents

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ES2266584T3
ES2266584T3 ES02776736T ES02776736T ES2266584T3 ES 2266584 T3 ES2266584 T3 ES 2266584T3 ES 02776736 T ES02776736 T ES 02776736T ES 02776736 T ES02776736 T ES 02776736T ES 2266584 T3 ES2266584 T3 ES 2266584T3
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Manfred Bohne
Manfred Heidemann
Andreas Saringer
Carsten Spremberg
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ZF Lemfoerder GmbH
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ZF Lemfoerder GmbH
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    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C11/00Pivots; Pivotal connections
    • F16C11/04Pivotal connections
    • F16C11/06Ball-joints; Other joints having more than one degree of angular freedom, i.e. universal joints
    • F16C11/0619Ball-joints; Other joints having more than one degree of angular freedom, i.e. universal joints the female part comprising a blind socket receiving the male part
    • F16C11/0623Construction or details of the socket member
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  • Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract

Articulación esférica, preferentemente para suspensiones de mecanismos de traslación o direcciones de automóviles, con una carcasa articulada (1) y un pivote de articulación (3), que está alojado de forma giratoria y orientable en un semicojinete (2) de una o varias piezas mediante una zona de articulación (3.1) de forma esférica, estando alojado el semicojinete (2) por su parte en la carcasa articulada (1), estando la carcasa articulada (1) y el semicojinete (2) unidos entre sí de forma fija frente a giro mediante un dispositivo de encaje (7) en arrastre de forma, y el dispositivo de encaje (7) presenta un saliente de encaje (8) que sobresale dispuesto en el lado exterior del semicojinete (2) dirigido hacia la carcasa articulada (1) o en la superficie interior de la carcasa articulada (1), y una escotadura de encaje (9) correspondiente que se encuentra en la superficie interior de la carcasa articulada (1) o en el lado exterior del semicojinete (2) dirigido hacia la carcasa articulada (1)para el alojamiento del saliente de encaje, caracterizada porque la escotadura de encaje (9) está dimensionada de forma ligeramente mayor que el saliente de encaje (8) alojado en esta escotadura de encaje (9), de forma que en carga el juego existente entre escotadura de encaje (9) y saliente de encaje (8) puede compensarse, excluyéndose movimientos relativos entre el semicojinete (2) y la carcasa articulada (1).

Description

Articulación esférica.
La invención se refiere a una articulación esférica, preferentemente para suspensiones de mecanismos de traslación o direcciones de automóviles, con una carcasa articulada y un pivote de articulación, que está alojado de forma giratoria y orientable mediante una superficie de apoyo en forma de esfera en un semicojinete de una o varias piezas, estando alojado el semicojinete por su parte en la carcasa articulada.
Articulaciones esféricas del tipo mencionado al principio se conocen en general y se usan en configuración distinta, especialmente, también en el ámbito del automóvil.
Para la solidez de articulaciones esféricas de este tipo es importante, entre otras cosas, que los movimientos relativos entre la carcasa y el semicojinete alojado en ésta sean lo menores posible en todas las condiciones de funcionamiento. Esto se alcanza normalmente porque la carcasa está realizada de dos piezas, estando el semicojinete montado a través de una abertura de montaje en un taladro de una pieza principal de carcasa y la abertura de montaje se cierra, a continuación, mediante una tapa de carcasa. La tapa de carcasa se une normalmente mediante un proceso de enrollado con la pieza principal de carcasa, en el que un borde de rodillo es circundado por un reborde, de forma que tiene lugar una unión duradera entre ambas piezas de montaje en cuestión. En el marco del proceso de enrollado se obtiene mediante circunstancias constructivas especiales y tolerancias correspondientes una fuerza de presión en el sentido longitudinal axial de la articulación esférica sobre el semicojinete, de forma que éste se aloja de manera fija frente a giro en la carcasa en condiciones marco normales. Al mismo tiempo, la presión aplicada en el proceso de enrollamiento es esencialmente responsable de la suavidad o dureza de la articulación esférica en el funcionamiento normal. Como consecuencia de las tolerancias en las dimensiones del taladro de la carcasa, de la tapa de la carcasa, así como del semicojinete en muchos casos en el montaje de articulaciones esféricas genéricas aparece el problema de que el semicojinete sólo está fijado de forma suficiente dentro de la carcasa, de manera que especialmente en caso de solicitaciones superiores de la articulación esférica no pueden excluirse movimientos relativos entre el semicojinete y la carcasa. Estos movimientos relativos conducen a su vez a un desgaste elevado de la articulación esférica e influyen negativamente en la vida útil total.
El documento US4.758.110, véase el preámbulo de la reivindicación 1, da a conocer una articulación esférica con una carcasa articulada y un pivote de articulación, que está alojado mediante una zona articulada de forma esférica en un semicojinete de forma giratoria y orientable, estando alojado el semicojinete por su parte en la carcasa articulada. La carcasa articulada y el semicojinete están unidos entre sí de forma fija frente a giro mediante un dispositivo de encaje en arrastre de forma. Para ello, el dispositivo de encaje presenta salientes de encaje que sobresalen dispuestos en el lado exterior del semicojinete dirigido hacia la articulación y escotaduras de encaje correspondientes que se encuentran en la superficie interior de la carcasa articulada para alojar los salientes de encaje. Los salientes de encaje se sujetan sin juego mediante una fuerza de resorte elástica en el sentido radial en la escotadura de encaje, no obstante, los salientes de encaje por motivos del montaje deben dirigirse en sentido tangencial con juego en la escotadura de encaje, de forma que es posible un giro del semicojinete en la carcasa articulada dentro de los límites de este intervalo de tolerancia, lo que puede conducir a ruidos de funcionamiento no deseados y desgaste prematuro. El objetivo de la presente invención es perfeccionar una articulación esférica del tipo genérico, de forma que se excluyan movimientos relativos entre la carcasa y el semicojinete alojado dentro y, de este modo, se incrementa la vida útil de articulaciones esféricas de este tipo.
Este objetivo se alcanza según la invención mediante las características identificadoras de la reivindicación 1. Este tipo de dispositivo de encaje garantiza que, incluso en caso de una solicitación máxima posible de la articulación esférica, el semicojinete permanece en todo momento en el lugar asignado dentro de la carcasa. Se prevé dimensionar la escotadura de encaje ligeramente mayor que el saliente de encaje correspondiente alojado en esta escotadura de encaje. El juego producido por esta medida en el movimiento axial entre el semicojinete y la carcasa facilita el montaje, estando seleccionadas las dimensiones de las piezas de montaje de forma que, tras finalizar el montaje de la articulación esférica, en caso de cargas correspondientes debido a la elasticidad del material del semicojinete se elimina el juego correspondiente y, de este modo, a su vez se excluyen movimientos relativos entre las piezas en cuestión.
Configuraciones especiales del objeto de la invención se obtienen en visión conjunta con la enseñanza técnica de la reivindicación 1 de las características de las reivindicaciones subordinadas. Saliente de encaje y escotadura de encaje están realizadas en su configuración de forma que se garantiza un engranado fácil de las piezas de montaje que se corresponden entre
sí.
Así, puede ser conveniente disponer entre el semicojinete y la carcasa diversos salientes de encaje y diversas escotaduras que se corresponden entre sí, para el alojamiento de los salientes de encaje, de forma que mediante el dispositivo de encaje pueden asumirse mayores fuerzas de giro que actúan sobre el semicojinete.
A continuación se explica en detalle un ejemplo de realización del objeto de la invención mediante los dibujos adjuntos. Se muestra:
Figura 1 una representación en sección longitudinal de una articulación esférica según la invención en la zona de la carcasa con tejuela de articulación alojada dentro y
Figura 2 una representación en sección según la línea B-B de la figura 1.
La articulación esférica según la invención se compone, básicamente, de una carcasa articulada 1, un semicojinete 2 alojado en la carcasa articulada 1 realizado, en este caso, de una sola pieza y un pivote de articulación 2, que se compone de una zona articulada 3.1 configurada de forma esférica y una zona de pivote 3.2 no realizada en detalle en la representación de la figura 1, que está fijada en el lado del automóvil a un alojamiento de carrocería.
El semicojinete 2 está configurado en forma de esfera hueca en su lado interior dirigido a la zona articulada 3.1, de forma que el pivote esférico 3 puede realizar tanto movimientos de giro como también movimientos de vuelco dentro de la carcasa articulada 1. El semicojinete 2 está configurado de forma cilíndrica en una zona parcial 4 en su lado exterior dirigido a la carcasa articulada 1 y presenta, además, una segunda zona parcial 5, que se estrecha hacia el extremo de la cabeza 6 de la carcasa articulada 1 en un ángulo de aprox. 45º respecto a la zona parcial 4 de forma cilíndrica, de manera que se produce un contorno en forma de cono truncado.
De la figura 1 se desprende que el semicojinete 2 en la zona de su zona parcial 4 de forma cilíndrica está fijado mediante un dispositivo de encaje 7, que se compone de un saliente de encaje 8 dispuesto en el semicojinete y una escotadura de encaje 9 correspondiente dispuesta en la carcasa articulada 1, de forma que se excluyen los movimientos relativos entre el semicojinete 2 y la carcasa articulada 1. El saliente de encaje 8 y la escotadura de encaje 9 en las superficies dirigidas una hacia la otra, como puede desprenderse de la figura 2, están configuradas básicamente en forma de semicírculo. Asimismo, la escotadura de encaje 9 está realizada de forma ligeramente mayor de lo necesario para el alojamiento del saliente de encaje 8. Esto facilita una introducción del saliente de encaje 8 en la escotadura de encaje 9. En carga, es decir, con el pivote de articulación 3 montado, mediante las propiedades elásticas del material del semicojinete se compensa el juego existente entre las piezas de montaje correspondientes entre sí del dispositivo de encaje 7 a través de las tolerancias existentes, de forma que se excluye un movimiento relativo del semicojinete 2 y la carcasa articulada 3.
En el ejemplo de realización de las figuras 1 y 2 el dispositivo de encaje se compone sólo de una pareja de encaje (saliente de encaje; escotadura de encaje) que actúa sobre el contorno exterior del semicojinete. Naturalmente, es concebible, para garantizar la inmovilidad entre el semicojinete 2 y la carcasa articulada 1 disponer también diversas parejas de encaje configuradas de igual modo en el contorno exterior del semicojinete 2. Esto se realiza, preferentemente, mediante salientes de encaje y escotaduras de encaje dispuestas de forma simétrica en el contorno.
Lista de números de referencia
1.
Carcasa articulada
2.
Semicojinete
3.
Pivote de articulación
4.
Zona articulada
5.
Zona de pivote
6.
Zona parcial
7.
Zona parcial
8.
Extremo de cabeza
9.
Dispositivo de encaje
10.
Saliente de encaje
11.
Escotadura de encaje.

Claims (4)

1. Articulación esférica, preferentemente para suspensiones de mecanismos de traslación o direcciones de automóviles, con una carcasa articulada (1) y un pivote de articulación (3), que está alojado de forma giratoria y orientable en un semicojinete (2) de una o varias piezas mediante una zona de articulación (3.1) de forma esférica, estando alojado el semicojinete (2) por su parte en la carcasa articulada (1), estando la carcasa articulada (1) y el semicojinete (2) unidos entre sí de forma fija frente a giro mediante un dispositivo de encaje (7) en arrastre de forma, y el dispositivo de encaje (7) presenta un saliente de encaje (8) que sobresale dispuesto en el lado exterior del semicojinete (2) dirigido hacia la carcasa articulada (1) o en la superficie interior de la carcasa articulada (1), y una escotadura de encaje (9) correspondiente que se encuentra en la superficie interior de la carcasa articulada (1) o en el lado exterior del semicojinete (2) dirigido hacia la carcasa articulada (1) para el alojamiento del saliente de encaje, caracterizada porque la escotadura de encaje (9) está dimensionada de forma ligeramente mayor que el saliente de encaje (8) alojado en esta escotadura de encaje (9), de forma que en carga el juego existente entre escotadura de encaje (9) y saliente de encaje (8) puede compensarse, excluyéndose movimientos relativos entre el semicojinete (2) y la carcasa articulada (1).
2. Articulación esférica según la reivindicación 1, caracterizada porque en el contorno exterior del semicojinete (2) están dispuestos diversos salientes de encaje (8) y en la superficie interior de la carcasa articulada (1) diversas escotaduras de encaje (9) correspondientes para el alojamiento de los salientes de encaje (8).
3. Articulación esférica según la reivindicación 1, caracterizada porque en el contorno exterior del semicojinete (2) están dispuestas diversas escotaduras de encaje para el alojamiento de los salientes de encaje y en la superficie interior de la carcasa articulada (1) diversos salientes de encaje correspondientes.
4. Articulación esférica según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque el saliente de encaje (8) presenta una sección transversal curvada que sobresale, especialmente, de forma semicircular.
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